Control Adaptativo Híbrido para la Reconfiguración de la Ley de Control de Vuelo de Aeronaves de Rotor Inclinable
Autores: Wen, Jiayu; Song, Yanguo; Wang, Huanjin; Han, Dong; Yang, Changfa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Adaptativo Híbrido para la Reconfiguración de la Ley de Control de Vuelo de Aeronaves de Rotor Inclinable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aviones de ala rotativa
Superficies de control
Fallos en los actuadores
Esquema de control adaptativo
Efectividad aerodinámica
Estrategia de reconfiguración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los aviones de ala rotativa tienen superficies de control de ala fija y rotores de helicóptero para el control de actitud. La redundancia de las superficies de control proporciona la posibilidad de que el sistema de control reconfigure la ley de control cuando ocurren fallos en los actuadores durante el vuelo. Los posibles fallos en los actuadores se han clasificado en dos categorías: fallos predecibles y fallos impredecibles, y se ha adoptado una estrategia diferente para abordar cada tipo de fallo. En primer lugar, los fallos predecibles se manejan mediante un esquema adaptativo de conmutación de múltiples modelos. Estos tipos de fallos se modelan y sus controladores correspondientes se derivan fuera de línea. En segundo lugar, dado que el grado de caída en la efectividad aerodinámica no se puede predecir a priori, los fallos impredecibles se manejan mediante un esquema de control adaptativo simple, para forzar a la planta con fallos a seguir el modelo de referencia prescrito. La metodología presentada ha sido verificada mediante simulación de vuelo no lineal de todo el envolvente para ambas categorías de fallos en los actuadores. El fallo predecible se representa por el flotador del elevador. Se elige un daño en el elevador que causa una caída del 80% en la efectividad aerodinámica como ejemplo de fallo impredecible. Ambos fallos se simulan en la etapa tardía del modo de conversión del ala rotativa. Los resultados muestran que la estrategia presentada de reconfiguración es capaz de detectar el fallo rápidamente y estabilizar la aeronave cuando ocurre un fallo, mientras que el movimiento de la aeronave diverge sin el esquema de reconfiguración. La aeronave también presenta un rendimiento relativamente bueno bajo la reconfiguración del controlador con un camino de conversión bien seguido.
Descripción
Los aviones de ala rotativa tienen superficies de control de ala fija y rotores de helicóptero para el control de actitud. La redundancia de las superficies de control proporciona la posibilidad de que el sistema de control reconfigure la ley de control cuando ocurren fallos en los actuadores durante el vuelo. Los posibles fallos en los actuadores se han clasificado en dos categorías: fallos predecibles y fallos impredecibles, y se ha adoptado una estrategia diferente para abordar cada tipo de fallo. En primer lugar, los fallos predecibles se manejan mediante un esquema adaptativo de conmutación de múltiples modelos. Estos tipos de fallos se modelan y sus controladores correspondientes se derivan fuera de línea. En segundo lugar, dado que el grado de caída en la efectividad aerodinámica no se puede predecir a priori, los fallos impredecibles se manejan mediante un esquema de control adaptativo simple, para forzar a la planta con fallos a seguir el modelo de referencia prescrito. La metodología presentada ha sido verificada mediante simulación de vuelo no lineal de todo el envolvente para ambas categorías de fallos en los actuadores. El fallo predecible se representa por el flotador del elevador. Se elige un daño en el elevador que causa una caída del 80% en la efectividad aerodinámica como ejemplo de fallo impredecible. Ambos fallos se simulan en la etapa tardía del modo de conversión del ala rotativa. Los resultados muestran que la estrategia presentada de reconfiguración es capaz de detectar el fallo rápidamente y estabilizar la aeronave cuando ocurre un fallo, mientras que el movimiento de la aeronave diverge sin el esquema de reconfiguración. La aeronave también presenta un rendimiento relativamente bueno bajo la reconfiguración del controlador con un camino de conversión bien seguido.